第2章 食品包装原理与方法.docx
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第2章食品包装原理与方法
第二章食品包装原理与方法
·主要内容：
食品包装学
河南工业大学粮油食品学院
Ø1.环境因素对食品品质的影响
Ø2.包装食品的微生物控制
Ø3.包装食品的品质变化及其控制
·学习目标：
Ø环境因素对食品品质的影响、基本原理及控制方法（掌
握）
Ø微生物对食品品质变化的影响、基本原理及其控制方
法（掌握）
Ø食品品质：
包括色香味、营养价值、应具有的形
态、重量及应达到的卫生指标。
Ø包装是保证食品品质的有效途径之一。
Ø食品从原料加工到消费的整个流通环节是复杂多
变的，受到生物性和化学性的侵染，受到流通过
程中出现的诸如光、氧、水分、温度、微生物等
各种环境因素的影响。
Ø包装食品褐变、风味改变、油脂氧化的原理及控制方
法（掌握）
包装食品在流通过程中可能发生的变质
2
第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
二、氧对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
四、温度对食品品质的影响
五、微生物对食品品质的影响
3
5
4
第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
（一）光照对食品的变质作用
Ø光对食品品质的影响很大，可引发并加速食品中
营养成分的分解，发生食品的腐败变质反应。
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1
一、光照对食品品质的影响
·光对食品品质的影响主要表现在五个方面：
Ø1.促使食品中油脂的氧化反应而发生氧化性酸败
Ø2.使食品中的色素发生变化而变色
Ø3.引起光敏感性维生素如维生素B和维生素C的破
坏，并与其他物质发生不良的化学变化
维生素B2在不同pH下人工光照30min后的存留率
一、光照对食品品质的影响
●蛋白质也可因日光、紫外光照射而变化。
●酪蛋白溶液在荧光物质存在下经日光照射，其中
的色氨酸分解而使其营养价值下降；卵蛋白经紫
外光照射，其黏度虽无变化，但表面张力减小。
Ø5.引起包装材料老化，从而使包装的食品受到污
染。
特别是紫外光线，能够引起塑料和纸的光化
学反应。
一、光照对食品品质的影响
7
9
一、光照对食品品质的影响
Ø4.引起食品中蛋白质和氨基酸的变性
●氨基酸中因光引起分解的是色氨酸，其溶液经日
光暴晒后着色而变褐，经紫外光照射可生成氨基
丙酸、天冬氨酸、经基邻氨基苯甲酸。
●色氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸等如与荧光
物质、维生素B2、荧光黄素等共存时，经日光暴
晒将引起光分解。
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一、光照对食品品质的影响
（二）光照对食品渗透规律的影响
Ø光照能使食品内部发生一系列的变化是因其具有很高
的能量。
Ø光照下食品中对光敏感的成分能迅速吸收并转换光
能，从而激发食品内部发生变质的化学反应。
Ø食品对光能吸收量愈多、转移传递愈深、食品变质愈
快、愈严重。
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一、光照对食品品质的影响
Ø根据BeerLamber定律，光照食品的密度向内层渗透
的规律为：
Ø食品对光的吸收还与光波波长有关，短波长光（如紫
外光）透入食品的深度较浅，食品所接收的光密度较
少；反之，长波长光（如红外光）透入食品深度较
深。
光谱图
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12
2
一、光照对食品品质的影响
（三）包装避光机理和方法
Ø1.避光
要减少或避免光线对食品的影响，主要的防护方法
是：
✓通过包装将光线遮挡、吸收或反射，减少或避免光线
直接照射食品；
✓防止某些有利于光催化反应因素，如水分和氧气透过
包装材料，从而起到间接的防护效果。
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Ø根据BeerLamber定律，透过包装材料照射到时食品
表面的光密度为：
ØI0——食品包装表面的入射光密度
ØxP——包装材料的厚度
ØμP——包装材料的吸光系数
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一、光照对食品品质的影响
遮光的方法：
✓
（1）玻璃加色处理
✓
（2）采用涂覆遮光层
✓（3）透明薄膜加入着色剂
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一、光照对食品品质的影响
2.遮光
Ø食品包装时，可根据食品和包装材料的吸光特
性，选择一种对食品敏感的光波具有良好效果
的材料作为该食品的包装材料，可有效避免光
对食品质变的影响。
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18
3
第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
二、氧对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
四、温度对食品品质的影响
五、微生物对食品品质的影响
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二、氧对食品品质的影响
Ø食品因氧发生的品质变化程度与食品包装及贮藏环境
中的氧分压有关。
下图为亚油酸相对氧化速率随氧分
压的变化规律：
随氧分压的提高而加快。
食品氧化还与食品与氧的
接触面积有关，右图中曲
线2、4、5分别表示了同一
湿度条件下亚油酸与氧气
接触面积不同而产生的不
同氧化结果：
在氧分压和
其他条件相同时，接触面
积越大，氧化速率越高。
亚油酸相对氧化速率与氧分压和接触面积的关系
二、氧对食品品质的影响
Ø氧使食品中油脂发生氧化；
Ø氧会使食品中的维生素和多种氨基酸失去营养价值；
Ø氧可加剧食品的氧化褐变反应；
Ø氧可促使微生物繁殖生长，造成食品的腐败变质；
Ø氧气对生鲜果蔬的作用：
可促进生鲜果蔬的呼吸作
用。
食品包装的主要目的之一，就是通过采用适当的包装材料
和一定的技术措施，防止食品中的有效成分因氧而造成品
质劣化或腐败变质。
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第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
二、氧对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
四、温度对食品品质的影响
五、微生物对食品品质的影响
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三、水分对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
水分对食品品质的影响：
一般食品都含有不同程度的水分，这部分水分是食品
维持其固有性质所必需的。
一些食品中水分含量
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✓水能促使微生物的繁殖，助长油脂的氧化分解，促使
褐变反映和色素氧化；
✓水分使一些食品发生某些物理变化，如有些食品受潮
而发生结晶，使食品干结硬化或结块，有些食品因吸
水吸湿而失去脆性和香味等。
24
4
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三、水分对食品品质的影响
Ø根据食品中所含水分的比例，一般可将食品分为
三大类，用水分活度Aw表示：
✓Aw＞0.85的食品称为湿食品；
✓Aw=0.6~0.85的食品称为中等含水食品；
✓Aw＜0.6的食品称为干食品。
三、水分对食品品质的影响
Ø各种食品的水分活度范
围，表明食品本身抵抗水
分的影响能力的不同。
ØAw值越低，越不易发生由
水带来的生物生化性变
质，但吸水性越强，即对
环境湿度的增大越敏感。
Ø控制包装食品环境湿度是
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保证食品品质的关键。
食品在不同含水量时的Aw值
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第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
二、氧对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
四、温度对食品品质的影响
五、微生物对食品品质的影响
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四、温度对食品品质的影响
1．温度升高对食品品质的影响
Ø大多数酶的适宜温度为30～40℃,在一定温度范围
内，食品在恒定水分条件下，温度每升高10℃，许多
酶促和非酶促的化学反应速度加快1倍，其腐变反应
速度加快4-6倍。
Ø如果温度过高,酶会变性,会引起食品变质的化学反应
速率变慢；各种微生物有其生长所需的温度范围,超
过此范围就会停止生长或终止生命,而大部分腐败菌
属于嗜温性微生物。
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四、温度对食品品质的影响
温度并非越低越好
Ø温度的升高还会破坏食品的内部组织结构，严重破坏
其品质。
Ø过度受热会使食品中蛋白质变性，破坏维生素特别是
含水食品中的维生素C，或因失水而改变物性，失去
食品应有的物态和外形。
Ø多数果蔬的温度每上升10℃时，化学反应速率增加
2～3倍,加速果蔬变质。
Ø因此，无论是微生物引起的食品变质,或者是由酶以
及非酶引起的变质,温度降低,都可以延缓、减弱它们
的作用,从而减缓食品的变质过程。
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30
5
四、温度对食品品质的影响
2．低温对食品品质的影响
Ø低温冻结可对食品内部组织结构和品质产生破坏作
用。
Ø冻结会导致液体食品变质：
如将牛乳冻结，乳浊液
即受到破坏，脂肪分离出来，牛乳变性而凝固。
Ø易受冷损害的食品不需极度冻结，如许多果蔬采收
后其细胞的生命过程要求适当的温度条件，在一般
冷藏温度4℃下保存。
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五、微生物对食品品质的影响
（一）食品中的主要微生物
与食品有关的微生物种类很多，这里仅举出常见的、
具有代表性的食品微生物菌属。
1．细菌
Ø细菌在食品中的繁殖会引起食品的腐败、变质、变色
而不能食用，其中有些细菌还能引起人的食物中毒。
常见的有肠类弧菌、葡萄球菌、沙门氏菌、肉毒杆
菌、致病大肠杆菌等。
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五、微生物对食品品质的影响
Ø
（2）沙门氏菌
✓来源:
生食和烹饪不完全的食物。
✓症状：
胃痛、腹泻、流鼻涕、畏寒、发烧，甚至休
克。
✓潜伏期：
一般为12～36h，短者6h，长者48～72h。
✓存活：
生长最适温度为35～37℃,最适pH为7.2～7.4。
在水中可活2～3周,在土壤中可过冬。
✓杀灭：
在100℃水中立即死亡，在80℃水中2min死
亡，60℃水中5min死亡。
盐浓度在9%以上会致死沙
门氏菌。
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第一节环境因素对食品品质的影响
一、光照对食品品质的影响
二、氧对食品品质的影响
三、水分或湿度对食品品质的影响
四、温度对食品品质的影响
五、微生物对食品品质的影响
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五、微生物对食品品质的影响
Ø
（1）肉毒杆菌：
也称肉毒梭状芽孢杆菌
✓产芽孢——强耐热性，正常加热温度下存活。
✓厌氧生长，在真空包装、罐头食品和其他缺氧包装环
境下生长。
✓产生强烈的神经麻痹毒素——肉毒毒素，有A、B、
C、D、E、F、G七种毒素类型。
✓常见中毒的食品：
加热不当的罐装食品；半加工的食
品（如：
熏制、腌制和发酵食品）。
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五、微生物对食品品质的影响
Ø（3）金黄色葡萄球菌
✓症状：
流鼻涕、腹泻、痉挛。
病情重时，由于剧
烈呕吐和腹泻，可引起大量失水而发生外周循环
衰竭和虚脱。
✓烹饪可杀死葡萄球菌，但对其毒素无影响，毒素
耐热、耐低温、抗冷冻。
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6
五、微生物对食品品质的影响
Ø（4）李斯特菌
✓广泛分布于自然界。
在4℃条件下可缓慢生长。
较
少致死，但有潜在致死能力。
✓症状：
突发性，有流感症状，发烧、头痛、背
痛、有时伴有腹泻。
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五、微生物对食品品质的影响
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第二节包装食品的微生物及其控制
一、环境因素对食品微生物的影响
影响微生物生长繁殖的环境因素主要有：
水分、温
度、氧气和pH。
1．水分
Ø水分是微生物生长繁殖的必要条件，大部分细菌在水
分活度0.90以上的环境中生长活跃，大部分霉菌在水
分活度0.80以上的环境中繁殖。
Ø降低水分活度的方法：
干燥、添加盐糖等小分子物
质。
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五、微生物对食品品质的影响
2、真菌
Ø食品中常见的真菌属主要为霉菌和酵母。
Ø霉菌在自然界中分布极广、种类繁多，常以寄生或腐
生的方式生长在阴暗、潮湿和温暖的环境中。
Ø霉菌有发达的菌丝体，其营养来源主要是糖、少量的
氮和无机盐，因此极易在粮食和各种淀粉类食品中生
长繁殖。
Ø大多数霉菌对人体无害，许多霉菌在酿造或制药工业
在被广泛利用。
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五、微生物对食品品质的影响
（二）微生物对食品的污染
Ø作为食品原料的动植物在自然界环境中生活，本身已
带有微生物，这就是微生物的一次污染。
Ø食品原料从自然界采集到加工成食品，最后被人们食
用，整个过程中所经受的微生物污染，称为食品的二
次污染。
Ø食品二次污染过程包括运输、加工、贮存、流通和销
售。
Ø采用科学有效的包装技术和方法避免或减缓这种有害
影响，保证食品在流通过程中的质量稳定，更有效地
延长食品保质期。
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食品中水分活度与微生物生长
42
7
Aw范围
Ø在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
Ø在此水分活度范围内
的食品
1.0～
0.95
Ø假单胞菌、大肠杆
菌变形杆菌、志贺
氏菌属、克雷伯氏
菌属、芽孢杆
菌．产气荚膜梭状
芽孢杆菌、一些酵
母
Ø极易腐败变质（新鲜）
食品、罐头水果、蔬
菜、肉、鱼以及牛
乳；熟香肠和面包；
含有约40％（质量分数）
蔗糖或7％氯化钠的食
品
Aw范
围
0.91～
0.87
Ø在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
Ø许多酵母（假丝酶
母、球拟酵母、汉
逊酶母）小球菌
Ø在此水分活度范围内的
食品
Ø发酵香肠、松蛋糕、干
的干酪，人造奶油、含
65％（质量分数）蔗糖（饱
和）或15％氯化钠的食
品
氏酵母）
43
45
47
44
46
48
8
Aw范
围
Ø在此范围内的
最低水分活度一
般所能抑制的微
生物
Ø在此水分活度范围内的食品
0.87
～
0.80
Ø大多数霉菌（产
生毒素的青霉
菌），金黄色葡萄
球菌、大多数酵
母菌属（拜耳酵
母）SPP、德巴利
氏酵母菌
Ø大多数浓缩水果汁，甜炼
乳、巧克力糖浆、槭糖浆和水
果糖浆、面粉、米、含有15
％～17％水分的豆类食品、水
果
Ø蛋糕、家庭自制火腿，微
晶糖膏、重油蛋糕
Aw范围
Ø在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
沙门氏杆菌属、溶
Ø在此水分活度范围内的
食品
0.95～
0.91
副血红蛋白弧菌、
肉毒梭状芽孢杆
菌、沙雷氏杆菌、
乳酸杆菌属、足球
菌、一些霉菌、酵
母（红酵母、毕赤
Ø一些干酪、腌制肉（火
腿）、一些水果汁浓缩
物；含有55％（质量分
数）蔗糖或12％氯化钠
的食品
Aw范
围
Ø在此范围内的最
低水分活度一般所
能抑制的微生物
Ø在此水分活度范围
内的食品
0.80～
0.75
Ø大多数嗜盐细
菌、产真菌毒素的
曲霉
Ø果酱、加柑橘皮丝
的果冻、杏仁酥糖、
糖渍水果、一些棉花
糖
Aw范
围
在此范围内的最低水
分活度一般所能抑制
的微生物
在此水分活度范围内的
食品
0.75～
0.65
嗜旱霉菌（谢瓦
曲霉、白曲霉、
Wallemia
Sebi）、二孢酵
母
含有约10％水分的燕麦
片、颗粒牛轨糖、砂性
软糖、棉花糖、果冻、
糖蜜、粗蔗糖、一些果
干、坚果
Aw范
围
在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
在此水分活度范围内
的食品
0.65
～
0.60
耐渗透压酵母（鲁酵
母），少数霉菌（刺
孢曲霉、二孢红曲
霉）
含约15％～20％水分
的果干、一些太妃糖
与焦糖：
蜂蜜
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一、环境因素对食品微生物的影响
2．温度
Ø微生物生存的温度范围较广（-10～90℃），根据适
宜繁殖的温度范围微生物可分为：
嗜冷微生物（0℃
以下）、嗜温微生物（0～55℃）和嗜热微生物
（55℃以上）。
Ø食品在贮藏、运输和销售过程中所处的环境温度一般
在55℃以下，正处在嗜温性和嗜冷性细菌生长繁殖的
范围，一般在20～30℃时细菌的繁殖最快。
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一、环境因素对食品微生物的影响
4．pH
Ø适合微生物生长的pH范围为1～11。
一般食品微
生物得以繁殖的pH范围：
细菌3.5～9.5（最适
pH7左右），霉菌和酵母2～11（最适pH6左
右）。
Ø大多数食品均呈酸性，酸性条件不利于微生物的
生长，适当控制食品的pH也能控制微生物的生长
繁殖。
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一、环境因素对食品微生物的影响
3．氧气
Ø氧气的存在有利于需氧细菌的繁殖，且繁殖速
度与氧分压有关。
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二、包装食品的微生物变化
1．因包装发生的环境变化对食品微生物的影响
食品经过包装后能防止来自外部微生物的污染，同对
包装内部环境也会发生变化，其中的微生物相也会因
此而变化。
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9
Aw范
围
在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
在此水分活度范围内的
食品
0.3
微生物不增殖
含3％～5％水分的曲奇
饼，脆饼干，面包硬皮
等
0.2
微生物不增殖
含2％～3％水分的全脂
奶粉、含约5％水分的
脱水蔬菜、含约5％水
分的玉米片、家庭自制
的曲奇饼、脆饼干
Aw范
围
在此范围内的最低
水分活度一般所能
抑制的微生物
在此水分活度范围内的
食品
0.5
微生物不增殖
含约12％水分的酱、含
约10％水分的调味料
0.4
微生物不增殖
含约5％水分的全蛋粉
二、包装食品的微生物变化
Ø以肉为例，生鲜肉经包装后其内部环境的O2和
CO2的构成比例不断发生变化，这是因食品上微
生物及肉组织细胞的呼吸而使O2减少、CO2增
加，包装内环境的气相变化反过来又会影响食品
中的微生物相，即需氧性细菌比例下降，厌氧性
细菌比例上升。
二、包装食品的微生物变化
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2．包装食品可能引起的微生物二次污染
Ø微生物对包装食品的污染，可分为被包装食品本身的
污染和包装材料污染两方面。
Ø在食品加工制造过程中的各个工艺环节，如果消毒不
严或杀菌不彻底，均有二次污染的可能。
Ø包装材料较易发生真菌污染，特别是纸制包装品和塑
料包装材料，在包装容器制品的制造和贮运期间，会
受到环境空气中微生物的直接污染和器具的沾污。
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二、包装食品的微生物变化
霉菌对食品的污染
连接：
雀巢奶粉污染事件
Ø2005年11月22日，瑞士雀巢食品集团在欧洲四国——
法国、葡萄牙、西班牙及意大利召回一批婴儿牛奶，
原因是雀巢集团几天前对在意大利销售的一批婴儿牛
奶做抽样检查时发现，这批牛奶包装材料的印刷上含
有一种名为异丙基噻吨酮（ITX）的化学物质，这种
化学物质已经渗入牛奶中。
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三、包装食品的微生物控制
（一）包装食品的加热杀菌
Ø绝大多数微生物在20～40℃的温度范围内生长迅
速，高温可以达到杀菌效果，因而大部分包装食品
都要进行加热杀菌后才能流通和销售。
Ø加热杀菌方法可分为湿热杀菌和干热杀菌法。
Ø湿热杀菌：
是利用热水和蒸汽直接加热包装食品以
达到杀菌目的，这是一种最常用的杀菌方法；
Ø干热杀菌：
是利用热风、红外线、微波等加热食品
以达到杀菌目的。
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三、包装食品的微生物控制
1．微生物的耐热性
（1）微生物耐热性的表示方法
✓D值：
在所指定的温度下，杀死90%微生物所需的时
间（min）。
✓F值：
在一定温度下，杀灭一定数量微生物所需要的
时间。
✓Z值：
在加热致死时间曲线中，加热时间缩短90％，
所需升高的温度，或者说杀菌时间变化10倍，相应的
温度变化值。
60
10
三、包装食品的微生物控制
部分微生物在湿热下的耐热性
61
三、包装食品的微生物控制
2．pH对加热杀菌的影响
ØpH对加热杀菌有很大的影响，当食品含酸量高时，
杀菌强度可降低。
如番茄汁或橙汁，就不需要高度加
热，因为酸可提高热杀菌能力。
不同pH下破坏食品中肉毒杆菌孢子的杀菌温度和时间
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三、包装食品的微生物控制
4．加热杀菌方法
Ø低温杀菌法（巴氏杀菌）：
是对食品中存在的微生
物进行部分杀菌的加热方法。
通常使用100℃以下的
温度。
Ø由于低温杀菌后，食品中的菌残存较多，为延长货架
期，再使用冷藏、发酵、加入添加剂、脱氧等加工技
术。
该法主要适用于pH4.5以下的酸性食品及采用较
强加热处理会明显导致品质降低的食品。
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三、包装食品的微生物控制
（2）影响微生物耐热的因素
Ø食品成分：
✓高浓度糖液对细菌孢子有保护作用；
✓淀粉和蛋白质也有保护微生物的作用；
✓油脂对微生物及其孢子的保护作用较大，除了直接保
护作用外，还能阻止湿热渗透；
✓水分是一种有效的传热介质，它能渗入微生物细胞和
孢子中，因而一定温度条件下湿热比干热更具有致死
性。
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三、包装食品的微生物控制
3．加热杀菌温度和时间组合
Ø加热杀菌温度和时间密切相关，即温度越高，破坏微
生物所需的时间越短。
虽然温度和时间是破坏微生物
所需要的，但在破坏微生物作用上，同样有效的不同
温度-时间组合对食品的损害作用远远不同。
Ø在杀菌温度-时间组合中，高温对微生物的致死至关
重要，但对损害食品色泽、风味、质地、营养价值等
更重要的因素是时间长短，而不是温度。
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三、包装食品的微生物控制
Ø高温短时杀菌：
主要是指食品经100℃以上，130℃以
下的杀菌处理。
Ø主要应用于pH>4.5的低酸性食品的杀菌。
可以在杀灭
有害致病菌的同时，尽量减少对食品成分和质量的损
害。
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三、包装食品的微生物控制
Ø超高温瞬时灭菌法：
将物料在连续流动的状态下，经
热交换器加热至135～150℃保持几秒钟，以达到商业
无菌水平，然后迅速冷却到一
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